Med landslaget tok Hegerberg sølv i EM i Frankrike i 2013 og deltok i VM i Canada 2015. I etterkant av EM i Nederland 2017, der Norge ble slått ut etter tre strake tap og 0-4 i målforskjell, ga hun beskjed til Norges Fotballforbund at hun ikke lenger ville være en del av landslaget. Hegerberg oppga forskjellsbehandlingen av kvinner og menn i fotballen og manglende satsing på kvinnene som årsak.